JP7062835B2 - 可変周波数の表面弾性波による電子タバコ - Google Patents
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Description
1.表面弾性波は、エネルギーを表面に集中させることで、伝搬方向におけるエネルギー損失が(他の媒体の干渉がなければ無視できるほど)小さくなり、波の伝搬方向に対して垂直な方向においてはエネルギーが指数関数的に減衰する、力学的波である。表面弾性波の振動周波数範囲は、GHzに達するほど高く、超音波と比較しても1桁違うほどに高いものである。基板の振動によってタバコオイルのエアロゾル化が引き起こされるシステムでは、エアロゾルの粒径と振動周波数とは直接的な関係を有し、
D=KγH2We2/3/μL2f
が満たされる。(ここで、Dはエアロゾル化されたエアロゾルの粒径であり、Kは比例係数であり、γはエアロゾル化流体の表面張力であり、Hはエアロゾル化流体が滞留する薄膜の特徴高さであり、Weは音波のウェーバー数であり、μは流体の動力の粘性係数であり、Lはエアロゾル化流体が滞留する特徴幅であり、fは基板の振動周波数である。)
エアロゾルの粒径と振動周波数とが反比例するという関係を見い出すのは難しくない。そのため、表面弾性波の周波数がこれほど高いことにより、エアロゾル化されたエアロゾルの粒径は、超音波でエアロゾル化されたエアロゾルの粒径よりもはるかに小さくなり、大粒径のエアロゾルの吸引による肺への蓄積や身体損傷の発生という問題が有効に低減する。それだけでなく、エアロゾルの粒径が小さくなるほどタバコオイルの吸引感覚も向上し、ユーザの吸引体験が改善される。
充電ポート302を介してバッテリーセル3を外部の充電ケーブルを接続し、バッテリーを完全に充電するステップと、
注油孔4を通じてタバコオイルを注入して、オイル保持キャビティ205にタバコオイルを満たすステップであって、その後タバコオイルは多孔質セラミック部品204に浸透し、最終的にエアロゾル化チップ203の表面に到達してそこでロックされる、ステップと、
マグネットピン212によりエアロゾル化装置2とバッテリーセル3とを連結するステップ、である。
更に、ボタン5をオンにした後に信号源がエアロゾル化チップ203と信号入力の通信を行うことで、圧電基板層2033の逆圧電効果に基づき、入力された電気信号が変換されて機械的な振動信号となり、圧電基板層2033の表面に沿って伝搬する表面弾性波が発生し、この表面弾性波は、多孔性セラミック部品204の接触区域まで伝搬すると、多孔質セラミック部品204でロックされているタバコオイルを吸い出すと共に、圧電基板層2033の表面と多孔質セラミック部品204の端面との間に液膜を形成し、表面弾性波のエネルギーがタバコオイルの液膜内に回折進入してアコースティックフローの作用を発生させ、アコースティックフロー力を生成し、このアコースティックフロー力がタバコオイルの液膜の表面張力及び粘性力を凌駕することで、タバコオイルからナノサイズ粒径のエアロゾルが生成されるステップと、
吸い口1を通じて吸引が行われるステップであって、気流チャネル210から外部の空気が流入し、タバコオイルをエアロゾル化する区域を通って流れることで、エアロゾル化されたエアロゾルを、気流チャネル208及び吸い口1に沿って流して、ユーザの口内に送り込む、ステップとがある。
2.エアロゾル化装置
3.バッテリーセル
4.注油孔
5.ボタン
6.指示ランプ
201.底部プレート
202.シリカゲルガスケット
203.エアロゾル化チップ
204.多孔性セラミック部品
205.オイル保持キャビティ
206.シリカゲル密封部品
207.第1ボルト
208.気流チャネル
209.エアロゾル化装置ケース
210.気流入口
211.エアロゾル化チップストッパ
212.マグネットピン
213.エアロゾル化キャビティ
301.保護ハウジング
302.充電ポート
303.リミッタ
304.ナット
305.バッテリー
306.第2ボルト
307.回路基板
308.底部カバー
401.シリカゲル注油孔プラグ
402.円形注油孔
2031.ヒートシンク
2032.熱伝導層
2033.圧電基板層
20341.第1PCBパッド
20342.第2PCBパッド
2035.電源連結線
20361.第1の金属製電極バスバー
20362.第2の金属製電極バスバー
2037.逆台形のすだれ状トランスデューサ
a.第1の金属製すだれ状電極
b.第2の金属製すだれ状電極
c.反射電極
d1.第1間隙
d2.第2間隙
d3.第3間隙
p.表面弾性波の波長
w.逆台形のすだれ状トランスデューサの内部範囲
Claims (7)
- 可変周波数の表面弾性波による電子タバコであって、
エアロゾル化装置(2)を含み、前記エアロゾル化装置(2)内にエアロゾル化キャビティ(213)が設けられ、前記エアロゾル化キャビティ(213)の下方には可変周波数の表面弾性波を用いるエアロゾル化チップ(203)が配置されており、前記可変周波数の表面弾性波を用いるエアロゾル化チップ(203)には逆台形のすだれ状トランスデューサ(2037)が設けられ、
前記エアロゾル化キャビティ(213)内にはオイル保持キャビティ(205)が設けられ、前記オイル保持キャビティ(205)と前記エアロゾル化チップ(203)との間に多孔性セラミック部品(204)があり、
前記逆台形のすだれ状トランスデューサ(2037)が、複数の逆台形の金属製すだれ状電極(a、b)と、反射電極(c)とを含み、
前記逆台形のすだれ状トランスデューサ(2037)は、2つの金属製電極バスバーであって、それぞれ第1の金属製電極バスバー(20361)と第2の金属製電極バスバー(20362)である、金属製電極バスバーを更に含み、複数の第1の金属製すだれ状電極(a)は、台形の長い方の側で前記第1の金属製電極バスバー(20361)に連結され、複数の第2の金属製すだれ状電極(b)は、台形の短い方の側で前記第2の金属製電極バスバー(20362)に連結されており、
前記複数の第1の金属製すだれ状電極(a)と前記複数の第2の金属製すだれ状電極(b)とは、左右の手のそれぞれ複数本の指をそれらの指先を先頭にして向かい合わせてから、一方の側の手の複数の指先が、他方の側の手の複数本の指のそれぞれと隣接する指との間の股部と近接して対向する位置まで、左右の手のそれぞれ複数本の指が互いに略平行に1本ずつ接触しない状態で交互配向となるように、左右から組み合わせた形状で配置され、(a)と(b)との間に前記反射電極(c)が嵌め込まれている、
ことを特徴とする、可変周波数の表面弾性波による電子タバコ。 - 前記金属製すだれ状電極と前記反射電極とは、
第1の金属製すだれ状電極(a)、第1間隙(d1)、第2の金属製すだれ状電極(b)、第2間隙(d2)、反射電極(c)、第3間隙(d3)、第1の金属製すだれ状電極(a)……となるように配列され、前記配列の複数のセットが続いて、前記逆台形のすだれ状トランスデューサ(2037)を構成し、
前記第1間隙(d1)の平均幅は前記第1の金属製すだれ状電極(a)の平均幅と同じであり、
前記第2間隙(d2)の平均幅は前記第2の金属製すだれ状電極(b)の平均幅と同じであり、
前記第3間隙(d3)の平均幅は前記反射電極(c)の平均幅と同じである、
ことを特徴とする、請求項1に記載の可変周波数の表面弾性波による電子タバコ。 - 前記第1の金属製すだれ状電極(a)と前記第2の金属製すだれ状電極(b)とは形状が同じであり、
第1の金属製すだれ状電極(a)、第1間隙(d1)、第2の金属製すだれ状電極(b)、第2間隙(d2)、反射電極(c)、及び第3間隙(d3)の平均幅の合計が表面弾性波の波長(p)となり、かつ、第1の金属製すだれ状電極(a)、又は第1間隙(d1)、又は第2の金属製すだれ状電極(b)、又は第2間隙(d2)の平均幅が表面弾性波の波長の1/8であり、第3間隙(d3)又は反射電極(c)の平均幅が表面弾性波の波長の1/4であるという条件が満たされる、
ことを特徴とする、請求項2に記載の可変周波数の表面弾性波による電子タバコ。 - 前記エアロゾル化チップ(203)は更に、
ヒートシンク層(2031)、熱伝導層(2032)、及び圧電基板層(2033)をこの順序で含み、前記逆台形のすだれ状トランスデューサ(2037)は前記圧電基板層(2033)の上に配置され、
前記圧電基板層(2033)の上には、個別の2つのPCBパッドであって、それぞれ第1PCBパッド(20341)と第2PCBパッド(20342)である、2つのPCBパッドが更に配置されており、前記第1の金属製電極バスバー(20361)は、電源連結線(2035)により前記第1PCBパッド(20341)に連結され、前記第2の金属製電極バスバー(20362)は電源連結線(2035)により前記第2PCBパッド(20342)に連結されている、
ことを特徴とする、請求項1に記載の可変周波数の表面弾性波による電子タバコ。 - バッテリーセル(3)を更に含み、前記バッテリーセル(3)内には回路基板(307)とバッテリー(305)とが設けられ、前記バッテリーセル(3)と前記第1PCBパッド(20341)及び前記第2PCBパッド(20342)とが、マグネットピン(212)によって接続される、
ことを特徴とする、請求項4に記載の可変周波数の表面弾性波による電子タバコ。 - 前記エアロゾル化装置(2)はエアロゾル化装置ケース(209)を有し、前記エアロゾル化装置ケース(209)の内部には気流チャネル(208)が設けられ、前記エアロゾル化装置ケース(209)の外部には吸い口(1)が設けられ、前記吸い口(1)と前記気流チャネル(208)とは接続されており、
前記エアロゾル化装置ケース(209)には気流入口(210)が開口しており、前記気流入口(210)と前記逆台形のすだれ状トランスデューサ(2037)とは同一平面上にある、
ことを特徴とする、請求項1に記載の可変周波数の表面弾性波による電子タバコ。 - 保護ハウジング(301)を更に含み、前記バッテリーセル(3)は前記保護ハウジング(301)内に配置され、
前記保護ハウジング(301)の外側に、ボタン(5)、指示ランプ(6)、及び充電ポート(302)が配置されている、
ことを特徴とする、請求項5に記載の可変周波数の表面弾性波による電子タバコ。
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